Design, performance characteristics and application examples of a new 4D motion platform

In dieser Publikation wird ein in drei Dimensionen verfahrbares Bewegungsphantom vorgestellt und seine Leistungscharakteristik evaluiert. Primäre Anwendungsbereiche des Phantoms sind die Qualitätssicherung (QA) von Systemen zur Bewegungskompensation, z.B. Verfahren zur atemgetriggerten Bestrahlung oder Tumortracking-Systeme, das Training des klinischen Einsatzes entsprechender Techniken und die Forschung im Bereich der 4D-Strahlentherapie. Um insbesondere dem QA-Aspekt gerecht zu werden, ist das Phantom als Bewegungsplattform entworfen worden, die mit verschiedenen Aufbauten wie den derzeit verfügbaren Standard-QA-Phantomen verwendet werden kann. Die Plattform wird computergesteuert von drei unabhängigen Linearmotoren angetrieben (Bewegungsraum: 40 × 50 × 50 mm in anterior-posteriorer/superior-inferiorer/lateraler Richtung; max. Geschwindigkeit 3.9 m/s; max. Beschleunigung: 10 m/s2) und erlaubt sowohl die Simulation von regulären Atembewegungen als auch beliebiger Trajektorien und pathologischer/anormaler Atemmuster wie Husten oder Baseline-Drifts. Die Genauigkeit der Simulationen wurde anhand regulärer Atemkurven evaluiert (hier: sinusoidale Atemkurven mit einer Amplitude von 20 mm und Atemperioden von 3 s/6 s). Mit Abweichungen von unter 0,521 mm von der programmierten Trajektorie selbst für das ArcCHECK® (Gewicht: 20 kg) als Plattformaufbau erachten wir die Genauigkeit der Plattform als hinsichtlich der vorgesehenen Anwendungsgebiete zufriedenstellend. Ein Einsatz des Phantoms wird demonstriert.